5. Приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя

При составлении расчетной схемы механической части электропривода

моменты сопротивления движению РО (статические моменты) и моменты

инерции приводятся к валу двигателя.

Критерием приведения моментов к валу двигателя является энергетический баланс механической части электропривода. Статические и динамические моменты на валу рабочей машины приведены в таблице 5

Выбран редуктор с передаточным числом i_Р=40 и коэффициентом полезного

действия η_Р=0.97

Статический момент рабочей машины, приведенный к валу двигателя, без учета потерь в редукторе (η_Р= 1), рассчитывается по формуле:

; (12)

Статические моменты на валу с учетом потерь в редукторе (η_Р < 1) рассчитываются в зависимости от режима работы электропривода.

Статический момент на валу в двигательном режиме

; (13)

При работе электропривода в тормозных режимах потери в редукторе

вызывают уменьшение нагрузки двигателя, при этом моменты на валу определяются по формуле:

;(14)

Приведённые моменты к валу двигателя рассчитываются приближенно, принимая в расчетах номинальное значение коэффициента полезного действия редуктора η_Р.

При уточненных расчетах установившихся и переходных режимов

работы электропривода необходимо также учитывать момент потерь холостого хода (момент постоянных потерь) двигателя .

В двигательном режиме работы двигателя статический момент

увеличивается на величину момента потерь холостого хода

покрывается за счет электромагнитного момента двигателя:

При работе двигателя в тормозном режиме статический момент

уменьшается на величину момента потерь холостого хода

(покрывается за счет статического момента рабочего органа).

Таким образом, приведенные статические моменты системы

электропривод – рабочая машина рассчитывают для каждого участка с

учетом режима работы электропривода по формуле :

М_С = М_ВС ± , (15)

где рассчитывается по формуле:

При этом в статическом моменте учитываются не только силы сопротивления движению в рабочей машине, но также и потери в редукторе и механические потери в двигателе.

Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции системы может быть рассчитан по соотношению:

, (16)

где J_Д – момент инерции ротора двигателя;

–коэффициент, учитывающий момент инерции остальных элементов

электропривода: муфт, тормозного шкива, редуктора и др.;

(17) – приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции движущихся исполнительных органов рабочей машины и связанных с ними движущихся масс (грузов, заготовок и т.п.).

В данном проекте допускается рассчитывать момент инерции передачи приближенно, принимая в формуле (16) коэффициент = 1.3…1,5

Для учёта влияние упругостей в механизме указана крутильная жесткость С_К.

Приведенную к валу двигателя жесткость упругой механической связи С_ПР

определяют через значение крутильной жесткости рабочего вала (упругой муфты) по формуле:

МН*м/рад (18)

Также в Таблицу 5 записывается установившаяся скорость

Таблица 5

Участок движения		Рабочий ход						Обратный ход
Расчётные данные	Обозначения	Пуск	Уст. Реж.		Тормож.			Пуск		Уст. Реж.	Тормож.
По данным Таблицы 2
Скорость РО, м/с	vРО	0,25	0,5		0,25			0,5		0,75	0,5
Момент статический РО, кНм	Мрост	703.627						274.586
Момент инерции РО, кг·м2	JРО	527.5						90
Приведение к валу двигателя (i=40, КПД=0.97)
Скорость двигателя	с	-		80			-	-	120		-
Момент статический на валу
без учёта потерь в передаче, Нм	Мпр (=1)	17.591						6.865
с учётом КПД редуктора, Нм	Мвс (1)	18.135						6.659
с учётом механических потерь, Нм	Мс	20.47						4.323
Приведённый момент инерции	Jпр	0.73						0.456
Момент инерции электропривода	J	0.865						0.591
Динамический момент, Нм	Мдин	138.35						94.6
Момент двигателя, допуск. по ускор.	Мдопуск	45.604
Данные предварительного Расчёта
Момент двигателя средний на участке, Нм	Мср	39.743
Время работы, с	t	0.5	13.5			0.5		0.75		8.583	0.75
Угол поворота вала двигателя, рад/с	α	20	1055			45		20		1055	45

В таблицу, в строку М_{ДОП.УСК}, необходимо включить также требуемые пусковые М_П и тормозные М_Т моменты двигателя, при которых обеспечивается возможность разгона и торможения электропривода с заданным допустимым ускорением:

(19)

Если момент М_{доп. уск.} больше максимального допустимого момента двигателя, то ускорение приходится снижать, что повлечет за собой уменьшение производительности рабочей машины, или выбирать двигатель большей мощности, обеспечивающий требуемое ускорение электропривода.

В данном случае, М_{доп. уск.} < M_max: 45.604 Нм < 155 Нм